專利名稱：低應力渦輪機葉片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大致涉及渦輪機技術，具體涉及在第一級及第二級葉片中 具有內部冷卻回路的葉片或漿葉。
背景技術：
制造的某些渦輪機葉片或漿葉具有內部蜿蜒狀冷卻回路，該冷卻 回路具有鄰近翼面部的徑向內端部的空氣入口，用于將冷卻空氣供應 至多個徑向冷卻通路，該多個徑向冷卻通路被大致布置為蜿蜒結構， 并沿翼面的后邊緣導引至空氣出口。用于形成內部冷卻回路的鑄造型 芯包括成對支撐銷，該成對支撐銷連接型芯的不同對相鄰實心腿部， 用于加強上述型芯。在鑄造之后，具有方形或矩形橫截面形狀的這些 銷形成連接相鄰冷卻通路的跨接孔。已經發(fā)現(xiàn)產生的方形或矩形跨接孔會產生導致葉片失效的高應力 區(qū)域。發(fā)明內容在本發(fā)明的示例性實施例中，改變型芯支撐銷以具有圓形橫截 面，由此以減小產生的跨接孔中的應力。在其他實施例中去除了型芯 支撐銷，由此也消除了關聯(lián)于跨接孔的任何應力導致失效的可能性。因此，在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種減小渦輪機葉片中應力 的方法，所述渦輪機葉片具有由鑄造型芯形成的內部冷卻回路，所述 鑄造型芯包括具有方形或矩形橫截面的橫向延伸支撐銷，所述方法包括(a)重新設計所述支撐銷以使其具有圃形橫截面；或者(b)去 除相鄰冷卻通路之間的跨接孔。在另一實施例中，本發(fā)明涉及一種減小第一級或第二級渦輪機葉 片中應力的方法，所述渦輪機葉片具有由鑄造型芯形成的內部冷卻回 路，所述鑄造型芯包括至少兩根具有方形或矩形橫截面的橫向延伸支 撐銷，所述方法包括(a)重新設計所述支撐銷以使其具有圓形橫 截面；或者(b)去除相鄰冷卻通路之間的跨接孔。
現(xiàn)將參考以下附圖描述本發(fā)明.


圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的第一級氣渦輪機葉片的立體圖；圖2是類似于圖l所示的葉片的透視圖，示出了內部冷卻通路以及葉片的翼面部；以及圖3是用于制造圖2所示的渦輪機葉片的鑄造型芯的側視圖。
具體實施方式
參考圖1，笫一級氣渦輪機葉片10可包括燕尾安裝部12、位于 燕尾安裝部的徑向外端部處的平臺14、以及徑向向外延伸的翼面部 16。翼面部形成有前邊緣18及后邊緣20.參考圖2，在葉片的內部(具體指在翼面部內)鑄造形成冷卻回 路，該冷卻回路包括蜿蜒布置的冷卻通路，其沿著其中冷卻空氣經由 多個孔離開翼面的葉片后邊緣20終結。利用困3所示的類型的鑄造 型芯來形成冷卻回路。鑄造型芯22包括入口部24以及多個并排(大 致平行)的實心部(或腿部)26, 28， 30， 32及34,在鑄造并去除 了型芯材料之后，這些實心部分別形成冷卻空氣入口及冷卻空氣通 路。此型芯的實心部之間的空的空間變?yōu)榉指羧~片內冷卻通路的實心 內肋.本發(fā)明的重點在于型芯支撐銷36及38，其主要用于加固型芯以 防止型芯在鑄造過程中損壞，參考圖2，由40， 42， 44, 46及48示 出的內部鑄造型芯形成冷卻通路.圖2還示出了由銷36， 38形成的 跨接孔50及52。已經發(fā)現(xiàn)公知的形成有矩形或方形橫截面的銷會產生高應力區(qū) 域，該高應力區(qū)域會導致葉片跨接孔的角部處的失效。在本發(fā)明示例性實施例中，銷36， 38形成圃形橫截面，由此可 形成圓形跨接孔52， 54。這種改變消除了或至少減小了高應力區(qū)域， 并且如果沒有消除的話也最小化在這些區(qū)域中產生鑄造缺陷的可能 性。在本發(fā)明的另一示例性實施例中，只是去除銷36及38，在冷卻
通路之間不形成跨接孔。本發(fā)明可具體應用于陸地用發(fā)電氣輪機的第一級及第二級葉片.雖然已經結合當前視為最可行且最佳的實施例描述了本發(fā)明，但 應當理解的是本發(fā)明并不限于所揭示的實施例，相反，本發(fā)明意在涵 蓋落入所附權利要求精神及范圍內的各種不同的改變及等同設置.部件列表渦輪機葉片10 安裝部12 平臺14 翼型部16 前邊緣18 后邊緣20 鑄芯22 入口部24堅固部(或腿部)26， 28， 30， 32及34 支撐銷36及38冷卻通路40， 42， 44， 46及48 跨接孔50， 5權利要求
1.一種減小渦輪機葉片(10)中應力的方法，所述渦輪機葉片(10)具有由鑄造型芯(22)形成的內部冷卻回路，所述鑄造型芯(22)包括具有方形或矩形橫截面的橫向延伸支撐銷(36，38)，所述方法包括(a)重新設計所述支撐銷(36，38)以使其具有圓形橫截面；或者(b)去除相鄰冷卻通路之間的跨接孔(50，52)。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述冷卻回路大致全部布置在所述渦輪機葉片的翼面部(16)內.
3. 如權利要求2所述的方法，其中 所述型芯至少形成有兩根支撐銷(36， 38).
4. 如權利要求l所述的方法，其中所述鑄造型芯(22)包括由間隔的大致平行腿部(26， 28， 30， 32及34)構成的蜿蜒形狀冷卻通路形成部分.
5. 如權利要求4所述的方法，其中所述鑄造型芯包括連接所述間隔的大致平行腿部的相鄰腿部的不 同對的至少兩根所述支撐銷(36， 38)。
6. 如權利要求l所述的方法，其中 所述渦輪機葉片(IO)是第一級葉片.
7. 如權利要求l所述的方法，其中所述渦輪機葉片(io)是笫二級葉片。
8. —種減小笫一級或第二級渦輪機葉片(10)中應力的方法， 所述渦輪機葉片(10)具有由鑄造型芯(22)形成的內部冷卻回路， 所述鑄造型芯(22)包括至少兩根具有方形或矩形橫截面的橫向延伸 支撐銷(36， 38)，所述方法包括(a) 重新設計所述支撐銷(36， 38)以使其具有圓形橫截面；或者(b) 去除相鄰冷卻通路之間的跨接孔(50， 52)。
全文摘要
一種減小渦輪機葉片(10)中應力的方法，所述渦輪機葉片(10)具有由鑄造型芯(22)形成的內部冷卻回路，所述鑄造型芯(22)包括具有方形或矩形橫截面的橫向延伸支撐銷(36，38)，所述方法包括(a)重新設計所述支撐銷以使其具有圓形橫截面；或者(b)去除相鄰冷卻通路之間的跨接孔(50，52)。
文檔編號F01D5/18GK101113676SQ20071013699
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月26日 優(yōu)先權日2006年7月26日
發(fā)明者J·A·韋伯, J·T·巴爾庫姆三世, P·克里什納庫馬 申請人:通用電氣公司